CN113512366A - 固化胶、电池、电子装置以及电池的封装方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种固化胶，所述固化胶包括质量份数为15份‑24份的低熔点树脂、7份‑19份的环氧树脂、1.8份‑3.0份的自由基引发剂以及0.5份‑1.0份的阳离子引发剂，其中，所述低熔点树脂的熔点为90℃‑160℃。本申请还提供一种包括所述固化胶的电池、包括所述电池的电子装置以及采用所述固化胶封装所述电池的封装方法。

Description

固化胶、电池、电子装置以及电池的封装方法

技术领域

本申请涉及高分子技术领域，尤其涉及一种固化胶、包括所述固化胶的电池、包括所述电池的电子装置以及采用所述固化胶封装所述电池的封装方法。

背景技术

在电池的封装技术中，例如软包装的二次电池，电池的部分极耳被封装在封装袋的内部，部分极耳从封装袋伸出并与电路板组件电连接。裸露的电路板组件与极耳容易产生电腐蚀以及短路等问题，对电池的使用寿命造成影响。

因此，需要将绝缘胶带贴敷在电路板组件的表面或者整体包覆电路板组件以解决以上问题。在电池的生产过程中，需要将绝缘胶带进行裁剪，以符合电路板组件的尺寸，生产效率低；同时，绝缘胶带的粘结强度有限，当电池在包装发生微变形时回弹过程中，所述绝缘胶带容易起翘或者脱落，可靠性较差。

将封装树脂采用注塑工艺封装电池，即采用环氧胶、聚酰胺热熔胶以及聚氨酯热熔胶对电池进行注塑封装。封装树脂能够从源头上解决绝缘胶带起翘或者脱落的问题；但是，在电池的封装过程中，环氧胶和聚氨酯热熔胶的固化速度慢，脱模时间长，难以进行大规模生产使用；另外，聚酰胺热熔胶在65℃左右发生软化变形，耐候性能差，严重影响封装后的电池的运输、存储等。

发明内容

因此，有必要提供一种固化速度快、耐候性能好以及固化收缩率低的固化胶，以解决上述问题。

另，还有必要提供一种包括所述固化胶的电池。

另，还有必要提供一种包括所述电池的电子装置。

另，还有必要提供一种所述电池的封装方法。

一种固化胶，所述固化胶包括质量份数为15份-24份的低熔点树脂、7份-19份的环氧树脂、1.8份-3.0份的自由基引发剂以及0.5份-1.0份的阳离子引发剂，其中，所述低熔点树脂的熔点为90℃-160℃。

进一步地，所述固化胶还包括40份-52份的稀释剂，所述稀释剂包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸月桂酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇类二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-羟丁基乙烯基醚、4-乙烯基环氧环己烷、二乙二醇二乙烯基醚以及4-乙烯基环氧环己烷中的至少一种。所述稀释剂用于降低所述固化胶的粘度。

进一步地，所述固化胶还包括0.4份-6.6份的表干树脂，所述表干树脂包括丙三醇、四元硫醇和季戊四醇中的至少一种。所述表干树脂用于克服所述固化胶表面难以固化的缺陷。

进一步地，所述固化胶还包括0.3份-0.5份的消泡剂，所述消泡剂包括硬脂酸酯、二甲基聚硅氧烷、聚丙二醇、聚醚和聚醚改性硅氧烷中的至少一种。所述消泡剂用于快速消除所述固化胶中的气泡。

进一步地，所述固化胶还包括8份-17份的丙烯酸异冰片酯。

进一步地，所述固化胶还包括1.0份-2.4份的调色树脂，所述调色树脂中包括所述环氧树脂以及有机染料，其中，所述有机染料在所述调色树脂中的质量分数为0.05％～0.3％。所述调色树脂用于改善所述固化胶固化后的外观。

进一步地，所述低熔点树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯以及聚酰胺中的至少一种。

进一步地，所述自由基引发剂包括有机过氧化物类、无机过氧化物类、偶氮类以及氧化还原类中的至少一种。

一种电池，包括包装袋、容置于所述包装袋中的电芯、位于所述包装袋外的电路板组件以及所述固化胶，所述电芯包括极耳，部分所述极耳外露于所述包装袋并电连接所述电路板组件，所述固化胶设置于所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面。

一种电子装置，包括所述电池。

一种电池的封装方法，所述电池包括包装袋、电芯以及电路板组，所述封装方法包括以下步骤：将电芯容置于包装袋中，所述电芯包括极耳，部分所述极耳外露于所述包装袋；将外露于所述包装袋的所述极耳与所述电路板组件进行电连接；以及在所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面形成所述固化胶。

进一步地，在所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面形成所述固化胶的步骤包括：在避光的条件下将所述固化胶加热至30℃-80℃；抽真空至真空度为0.05MPa-0.08MPa，以去除所述固化胶中的气泡；将进行抽真空后的所述固化胶形成于所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面；以及通过紫外光照射固化所述固化胶。

本申请提供的固化胶用于封装电池时，可在低温低压的条件下对所述电池进行封装，对电池施加的压力小，对电池内部的电子元器件(例如电路板组件)的损伤小；采用所述固化胶封装后的电池，耐候性能好，变形率小于5％；同时所述固化胶还具有粘度低、固化速度快、生产成本低等优点，可大规模用于工业化生产。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电池的截面示意图。

图2为本申请实施例提供的一种电子装置的结构示意图。

图3为本申请提供的图1所示的电池的封装方法。

主要元件符号说明

电池 100

包装袋 10

电芯 20

极耳 22

电路板组件 30

固化胶 40

电子装置 200

如下具体实施方式将结合附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。

本申请提供一种固化胶40，所述固化胶40用于电池100(请参阅图1)封装，所述固化胶40包括质量份数为15份-24份的低熔点树脂、7份-19份的环氧树脂、1.8份-3.0份的自由基引发剂以及0.5份-1.0份的阳离子引发剂。

所述低熔点树脂的熔点为90℃-160℃。

由于所述低熔点树脂在室温下柔韧性好，有利于增加所述固化胶40的冷热冲击性能，即增强所述固化胶40的耐候性能；另外，所述低熔点树脂的熔点低，可以克服常规的固化胶40因氧阻聚导致固化胶40表面难以完全固化的缺陷。

在本实施方式中，所述低熔点树脂包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯以及聚酰胺中的至少一种。

所述环氧树脂优选为低粘度的环氧树脂，例如脂环族环氧树脂。更优选地，所述环氧树脂为有机硅改性脂环族环氧树脂。所述环氧树脂用于改善所述固化胶40的固化收缩率，使所述环氧树脂的固化收缩率低于5％，以利于所述固化胶40用于封装电池100时，防止固化收缩率过大而不利于控制电池100封装的尺寸。

所述自由基引发剂包括有机过氧化物类、无机过氧化物类、偶氮类以及氧化还原类中的至少一种，例如偶氮二异丁腈、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、二酰基磷氧化物、安息香二乙醚巴斯夫光引发剂、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯以及异丙苯基过氧化氢等。

所述阳离子引发剂包括鎓盐类、金属有机物类、有机硅烷类，例如三芳基硫鎓盐、η6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐等。当所述固化胶40用于封装时，由于固化胶40封装厚度的限制，单纯使用自由基引发剂难以实现所述固化胶40的完全固化，而阳离子引发剂不存在氧阻聚的缺陷，能有效提升所述固化胶40的固化程度；同时，所述阳离子引发剂还能引发所述环氧树脂的固化，实现所述环氧树脂与双键固化的组分共固化以形成均相体系。

在本实施方式中，所述固化胶40还包括质量份数为40份-52份的稀释剂，所述稀释剂包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸月桂酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇类二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-羟丁基乙烯基醚、4-乙烯基环氧环己烷、二乙二醇二乙烯基醚以及4-乙烯基环氧环己烷中的至少一种。所述稀释剂用于降低所述固化胶40的粘度，提高所述固化胶40在封装过程中的流动性以及脱泡速度；另外所述稀释剂具有有反应活性的双键，所述阳离子引发剂引发所述环氧树脂与所述双键交联于固化后的固化胶40中。

在本实施方式中，所述固化胶40还包括质量份数为0.4份-6.6份的表干树脂，所述表干树脂包括丙三醇、四元硫醇和季戊四醇中的至少一种。所述表干树脂用于克服所述固化胶40在固化过程中因氧阻聚而导致所述固化胶40的表面难以完全固化的缺陷。

在本实施方式中，所述固化胶40还包括质量份数为0.3份-0.5份的消泡剂，所述消泡剂包括硬脂酸酯、二甲基聚硅氧烷、聚丙二醇、聚醚和聚醚改性硅氧烷中的至少一种。所述固化胶40在封装电池100的过程中，所述消泡剂能够快速消除所述固化胶40中的气泡，有利于提升所述固化胶40固化后的力学性能，同时利于所述电池100的美观。

优选地，所述消泡剂为疏水性消泡剂，疏水性消泡剂更有利于快速消除所述固化胶40在固化过程中产生的气泡。

所述固化胶40还包括质量份数为8份-17份的丙烯酸异冰片酯。

所述固化胶40还包括质量份数为1.0份-2.4份的调色树脂，所述调色树脂中包括所述环氧树脂以及有机染料，其中，所述有机染料在所述调色树脂中的质量分数为0.05％～0.3％。所述调色树脂用于改善所述固化胶40固化后的外观，从而满足用户的各种需求。

请参阅图1，本申请还提供一种电池100，所述电池100包括包装袋10、电芯20、电路板组件30以及所述固化胶40，所述电芯20容置于所述包装袋10，所述电路板组件30位于所述包装袋10外。其中，所述电芯20包括极耳22，部分所述极耳22外露于所述包装袋10并电连接所述电路板组件30，所述固化胶40设置于所述电路板组件30和/或外露于所述包装袋10的所述极耳22的表面。

本申请还提供一种电子装置200，电子装置200包括电池100，电子装置200可以是消费性电子产品(如移动通信装置、平板电脑、笔记本电脑等)、电动工具、无人机、储能装置、动力装置等。请参阅图2，在一实施方式中，所述电子装置200为移动通信装置。

请参阅图3，本申请还提供一种使用所述固化胶40封装所述电池100的封装方法，所述封装方法包括以下步骤：

步骤S1：将所述电芯20容置于所述包装袋10中，所述电芯20包括极耳22，部分所述极耳22外露于所述包装袋10。

步骤S2：将外露于所述包装袋10的所述极耳22与所述电路板组件30进行电连接。

步骤S3：在所述电路板组件30和/或外露于所述包装袋10的所述极耳22的表面形成所述固化胶40。

进一步地，在所述电路板组件30和/或外露于所述包装袋10的所述极耳22的表面形成所述固化胶40包括以下步骤：

步骤S101：在避光的条件下将所述固化胶40加热至30℃-80℃，以使所述固化胶40中的低熔融树脂处于熔融状态。其中，若加热的温度超过80℃，所述固化胶40中的粘度会增加，即发生化学交胶反应，不利于固化胶40在固化前体系的稳定。

步骤S102：抽真空至真空度为0.05MPa-0.08MPa，抽真空的时间为20min-50min，以去除所述固化胶40中的气泡。

步骤S103：将进行抽真空后的所述固化胶40形成于所述电路板组件30和/或外露于所述包装袋10的所述极耳22的表面。具体地，将待进行封装的电池100以及用于在电池100封装过程中起保护作用的保护板置于一模具中将所述电路板组件30、所述包装袋10以及所述极耳22按照预定的方式设置，然后将进行抽真空处理后的固化胶40在氮气推动的作用下注塑至所述模具中所述电池100待封装的区域进行封装。

步骤S104：通过紫外光照射固化所述固化胶40。具体地，采用功率为30W-50W、波长为365nm-395nm的紫外固化灯照射所述固化胶40，照射时间为10s-60s，所述固化胶40固化，脱模获得封装后的电池100。

以下通过具体实施例来对本申请进行说明。

实施例1

称取0.05g红色有机染料以及99.95g缩水甘油醚型脂环族环氧树脂(环氧树脂)，在转速为300r/min的条件下进行球磨，球磨时间为30min，得到红色的调色树脂。

将质量份数为15份的聚甲基丙烯酸甲酯(低熔点树脂)、18份缩水甘油醚型脂环族环氧树脂(环氧树脂)、12.8份丙烯酸异冰片酯以及43份1,6-己二醇二丙烯酸酯(稀释剂)置于一搅拌釜中，在60℃的条件下进行混合，混合时间为30min。然后将搅拌釜中的温度降低至40℃后，再加入0.8份2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮和1.2份二酰基磷氧化物作为自由基引发剂、0.8份三芳基硫鎓盐(阳离子引发剂6976)作为阳离子引发剂、0.5份二甲基聚硅氧烷(消泡剂)、2.1份红色的调色树脂以及5.8份丙三醇(表干树脂)，继续搅拌2h，静置1h后出料，获得红色的固化胶40。

实施例2

称取0.3g黄色有机染料以及99.7g 3，4-环氧环己基甲酸-3’，4’-环氧环己基甲酯(环氧树脂)，在转速为500r/min的条件下进行球磨，球磨时间为20min，得到黄色的调色树脂。

将质量份数为20份聚酰胺树脂(低熔点树脂)、13份3，4-环氧环己基甲酸-3’，4’-环氧环己基甲酯(环氧树脂)、16份丙烯酸异冰片酯以及44份二缩三丙二醇二丙烯酸酯(稀释剂)置于一搅拌釜中，在60℃的条件下进行混合，混合时间为30min。然后将搅拌釜中的温度降低至40℃后，再加入1.5份巴斯夫光引发剂和1.3份二酰基磷氧化物作为自由基引发剂、0.8份三芳基硫鎓盐作为阳离子引发剂、0.5份二甲基聚硅氧烷(消泡剂)、2.3份黄色的调色树脂以及0.4份四元硫醇(表干树脂)，继续搅拌2h，静置1h后出料，获得黄色的固化胶40。

实施例3

称取0.2g蓝色有机染料以及99.8g有机硅改性脂环族环氧树脂(环氧树脂)，在转速为600r/min的条件下进行球磨，球磨时间为30min，得到蓝色的调色树脂。

将质量份数为23份聚氨酯树脂(低熔点树脂)、8.2份有机硅改性脂环族环氧树脂(环氧树脂)、8份丙烯酸异冰片酯以及48份1,6-己二醇二丙烯酸酯(稀释剂)置于一搅拌釜中，在60℃的条件下进行混合，混合时间为30min。然后将搅拌釜中的温度降低至40℃后，再加入2.1份巴斯夫光引发剂和0.5份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮作为自由基引发剂、0.8份η6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐作为阳离子引发剂、0.5份二甲基聚硅氧烷(消泡剂)、2.4份蓝色的调色树脂以及6.6份季戊四醇(表干树脂)，继续搅拌2h，静置1h后出料，获得蓝色的固化胶40。

对比例1

采用聚酰胺热熔胶作为对比例1。

对比例2

采用东莞市研泰化学技术有效公司生产的型号为MX-3652的普通UV固化树脂作为对比例2。

分别对实施例1-3以及对比例1-2所提供的样品分别注塑至模具中对电池100进行封装。对比例1提供的聚酰胺热熔胶在190℃、3MPa的条件下进行注塑，注塑时间为10s，保压时间为10s后脱模；实施例1-3以及对比例2提供的样品在30℃下进行注塑，采用功率为60W、波长为395nm的紫外固化灯照射后脱模。然后对脱模后的样品进行性能测试，所述性能测试包括黏度、固化时间、硬度、冷热冲击以及双85(85％的湿度和85℃的温度)测试。其中，对比例1提供的聚酰胺热熔胶在190℃下测试粘度，实施例1-3以及对比例2在25℃的温度下测试粘度；对比例1在采用物理冷却测试固化时间，实施例1-3以及对比例2采用紫外固化灯照射测试固化时间；分别在25℃的温度下测试绍氏硬度；冷热冲击测试为在温度范围为-40℃－90℃的条件下测试冲击次数，双85测试的测试条件为在85％的湿度和85℃的温度测试固化胶40的老化性能，冷热冲击测试以及双85测试分别在测试条件下测试脱模后固化胶40的变形率低于5％、且不开裂、不粘结为测试标准。测试结果如表1所示。

表1

从测试结果可以看出，实施例1-3提供的固化胶40的粘度、固化时间、以及绍氏硬度相较于对比例1-2没有较大差异，但是实施例1-3的固化胶40固胶的冷热冲击性能以及老化性能相较于对比例1-2显著提升。

本申请提供的固化胶40用于封装电池100时，可在低温低压的条件下对所述电池100进行封装，对电池100施加的压力小，对电池100内部的电子元器件(例如电路板组件30)的损伤小；采用所述固化胶40封装后的电池100，耐候性能好，变形率小于5％；同时所述固化胶40还具有粘度低、固化速度快、生产成本低等优点，可大规模用于工业化生产。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种固化胶，其特征在于，所述固化胶包括质量份数为15份-24份的低熔点树脂、7份-19份的环氧树脂、1.8份-3.0份的自由基引发剂以及0.5份-1.0份的阳离子引发剂，其中，所述低熔点树脂的熔点为90℃-160℃。

2.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述固化胶还包括40份-52份的稀释剂，所述稀释剂包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸月桂酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇类二丙烯酸酯、三缩四乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-羟丁基乙烯基醚、4-乙烯基环氧环己烷、二乙二醇二乙烯基醚以及4-乙烯基环氧环己烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述固化胶还包括0.4份-6.6份的表干树脂，所述表干树脂包括丙三醇、四元硫醇和季戊四醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述固化胶还包括0.3份-0.5份的消泡剂，所述消泡剂包括硬脂酸酯、二甲基聚硅氧烷、聚丙二醇、聚醚和聚醚改性硅氧烷中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述固化胶还包括8份-17份的丙烯酸异冰片酯。

6.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述固化胶还包括1.0份-2.4份的调色树脂，所述调色树脂中包括所述环氧树脂以及有机染料，其中，所述有机染料在所述调色树脂中的质量分数为0.05％～0.3％。

7.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述低熔点树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯以及聚酰胺中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的固化胶，其特征在于，所述自由基引发剂包括有机过氧化物类、无机过氧化物类、偶氮类以及氧化还原类中的至少一种。

9.一种电池，包括包装袋、容置于所述包装袋中的电芯和位于所述包装袋外的电路板组件，所述电芯包括极耳，部分所述极耳外露于所述包装袋并电连接所述电路板组件，其特征在于，所述电池还包括权利要求1-8任意一项所述的固化胶，所述固化胶设置于所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面。

10.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括权利要求9所述的电池。

11.一种电池的封装方法，所述电池包括包装袋、电芯以及电路板组件，其特征在于，所述封装方法包括以下步骤：

将电芯容置于包装袋中，所述电芯包括极耳，部分所述极耳外露于所述包装袋；

将外露于所述包装袋的所述极耳与所述电路板组件进行电连接；以及

在所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面形成如权利要求1-8任意一项所述的固化胶。

12.根据权利要求11所述的电池的封装方法，其特征在于，在所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面形成所述固化胶的步骤包括：

在避光的条件下将所述固化胶加热至30℃-80℃；

抽真空至真空度为0.05MPa-0.08MPa，以去除所述固化胶中的气泡；

将进行抽真空后的所述固化胶形成于所述电路板组件和/或外露于所述包装袋的所述极耳的表面；以及

通过紫外光照射固化所述固化胶。

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